MKP analýza nárazovej skúšky modelu osobného automobilu zo stavebnice LEGO®

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá tvorbou MKP analýzy nárazovej skúšky modelu LEGO® Ferrari 812 Competizione. Pri analyzovaní nárazových skúšok reálnych vozidiel, do výpočtu vstupuje veľké množstvo parametrov. LEGO® modely ponúkajú možnosť analyzovať tento jav s menším počtom vstupných parametrov a vytvoriť simuláciu nárazovej skúšky, ktorá sa bude zhodovať s reálnym rozpojením modelu pri náraze. Prvým krokom bola tvorba a diskretizácia CAD modelov jednotlivých LEGO® kociek, z ktorých je LEGO® model zložený. Najdôležitejšou časťou bola definícia parametrov normálovej a šmykovej sily zlyhania v karte kontaktu *CONTACT_TIEBREAK_NODES_ONLY, zabezpečujúci rozpojenie LEGO® kociek pri simulácii nárazu, ktorá bola realizovaná v programe LS-DYNA. Zároveň boli vykonané experimentálne merania veľkostí zaťažujúcich síl, ktoré sú potrebné na rozpojenie dvojice LEGO® kociek, pre najpoužívanejšie typy kontaktov, nachádzajúcich sa v zvolenom LEGO® modeli. Výsledky simulácii nárazovej skúšky boli porovnané so sériou reálnych nárazov, ktoré boli vykonané rovnomerne zrýchleným pohybom opotrebovaného a nového LEGO® modelu po naklonenej rovine zo vzdialeností 1 m a 1,6 m od nárazovej bariéry. Po porovnaní výsledkov bolo nutné parametre zlyhania modifikovať, aby sa docielila presnejšia zhoda v rozpojení MKP modelu s reálnym LEGO® modelom.This master’s thesis deals with a FEA crash test of a LEGO® Ferrari 812 Competizione model. There are many parameters that must be considered in the calculation of FEA crash test of vehicles. LEGO® models offer the possibility to analyse this phenomenon with a lower number of input variables and create FEA crash test in which the disconnection of the LEGO® brick will be the same as in real-life crash test. The first step was the creation and discretization of CAD models of individual LEGO® bricks from which the LEGO® model is composed. The most important part was the definition of normal and shear failure forces in contact card *CONTACT_TIEBREAK_NODES_ONLY, ensuring the disconnection of the LEGO® bricks during simulation of crash test, which was implemented in LS-DYNA software. Additionally, experimental measurements were taking place to measure the loading forces which are needed to disconnect two LEGO® bricks. For this experiment were chosen the most used types of contact of the LEGO® bricks which are found in selected LEGO® model. Results of FEA crash tests were compared with a series of real-life crash tests that were done by accelerated linear motion of used and new LEGO® models. The accelerated linear motion was achieved by putting the model on a tilted surface, 1 m, and 1,6 m from the crash barrier. After comparing the results, the parameters of contact failure had to be modified to ensure a closer match of LEGO® bricks disconnection between FEA crash test and real-life crash test.